隻手改寫AMD與Intel爭霸史的男人,處理器遊俠Jim Keller

劍氣縱橫三萬裡,一劍光寒十九洲。

秋,寒風颯颯,單人獨劍的俠客流浪於江湖。這往往只是武俠小說的場景,但在詭譎如江湖的處理器市場,也有一名俠客靠一身功夫周遊天下。他出身歷史悠久的計算機名門,曾為蘋果(Apple)打造 iPhone 的心臟,更兩度單騎救主拯救超微(AMD),改寫處理器行業的歷史。雖然學歷只有電機學士,成就卻海放業界多如繁星的碩士博士。聲名顯赫的他早就能盤據一方,但偏偏孤身流浪在江湖間,他就是處理器界的遊俠 Jim Keller。

隻手改寫AMD與Intel爭霸史的男人,處理器遊俠Jim Keller

出身名門──迪吉多出道

1990 年代的計算機市場還是IBM、迪吉多(DEC)、惠普(HP)和康柏(Compaq)爭雄的時代,Jim Keller 正來自老牌計算機豪門迪吉多。迪吉多早在 1957 年就創立,並在 1970 和 1980 年代成為技術最頂尖的計算機公司之一。 1991 年的迪吉多是全球第二大計算機公司,擁有超過 10 萬名員工,聲勢如日中天。

為了接班輝煌一時但日漸落伍的 VAX 處理器,迪吉多在 1989 年開始研發後來影響深遠的 Alpha 處理器架構。 1992 年推出的 Alpha 處理器是第一個非 32 進制擴展,純粹 64 進制的處理器架構。這款處理器帶給研發團隊重要的經驗,Jim Keller 也參與 Alpha 21164 和 Alpha 21264 兩代處理器的設計,奠定未來行走江湖的基礎。可惜性能優異的 Alpha 處理器在市場失利,無法阻止迪吉多的殞落。

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迪吉多開發的Alpha 21164 處理器芯片。 (Source:Appaloosa “CC BY-SA 3.0”, via Wikimedia Commons)

大型計算機走向個人計算機的趨勢讓迪吉多招架不住,一連串虧損讓迪吉多在1998 年被康柏計算機收購而走入歷史。雖然康柏沒放棄 Alpha 處理器,但不少才華洋溢的工程師離開團隊,Jim Keller 也在此時離開沒落的師門,踏出闖蕩武林的第一步。

雙雄爭霸──AMD 對決 Intel

迪吉多的人才出走都看在 AMD 首席執行官 Jerry Sanders 的眼裡,這對他可說是天賜良機。 “人才第一,產品和獲利都會隨之而來”,是這位豪邁AMD 掌門人的名言,他自然不會錯過這批武功卓絕的高手,讓Jim Keller 在內的迪吉多Alpha 團隊成員將天賦帶到加州。

1986 年英特爾(Intel)為了獨佔處理器市場而撕毀與 AMD 的協議,拒絕提供 i386 處理器的技術。這不只終結雙方 4 年的合作關係,更打開兩大門派 30 年的龍爭虎鬥。 AMD 的資本和技術都不如 Intel,開戰後只能以低價和高性價比搶佔部分市場,但始終一路捱打。 AMD 只能貼著“次級品”和“複製品”的標籤,在 Intel 的陰影下苟且偷生。然而黑夜後終將黎明,Alpha 團隊的援軍即將吹響反攻號角,號角的名字就叫 K7。

由 1996 年就從 Alpha 團隊帶槍投靠的 Dirk Meyer 領軍,集成前一代 K6 處理器團隊和迪吉多的外援,設計全新 K7 處理器架構。團隊一員的 Jim Keller 除了提供 Alpha 處理器的經驗,還開發 HyperTransport 總線技術提高通信速度,立下赫赫戰功。 1999 年 6 月 K7 處理器以速龍(Athlon)之名登場,以 Alpha 21264 處理器為基礎成功融合 AMD 自家技術,成為當時速度最快的處理器,銷售也大有斬獲。

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領軍K7 的Dirk Meyer 後來成為AMD 的首席執行官,不過不到3 年就黯然下臺。 (Source:達志圖片)

K7 一役嶄露頭角的 Jim Keller 隨即接下主導 K8 處理器架構的重任,化身對抗 Intel 的神兵利器。 K8 處理器架構站在 K7 的肩膀上,增添兩項突破性變革。首先是將內存控制器設計在處理器內部,讓過去需要繞道北橋芯片傳輸數據的內存和處理器直接互通,大大節省傳輸時間,連帶提升處理器性能。第二是 Jim Keller 帶領團隊設計出第一個 64 進制的 x86 指令集,也就是日後成為主流的 x86-64。作為率先引入 x86-64 的處理器架構,K8 堪稱 AMD 的重大里程碑,象徵過去只能看著 Intel 車尾燈的 AMD,首度躍居業界的創新者。

AMD 以殺手鐧Athlon 在市場上大破內憂外患夾擊下的Intel,並在2003 年乘勝追擊推出K8 處理器第一代產品Athlon 64,徹底壓制Intel 的奔騰4(Pentium 4)處理器。 Intel 首席執行官甚至被逼得為了取消新處理器上市而道歉,AMD 的鋒頭一時無兩。擊潰 Intel 的頭號功臣 Jim Keller 並未留戀於勝利,反而在 1999 年 K8 處理器架構完善後就離開 AMD,如遊俠一般事了拂衣去,深藏身與名。

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Athlon 處理器是AMD 扭轉公司命運的關鍵。 (Source:Wikipedia)闖蕩江湖─ ─從SiByte 到PA Semi

擊敗Intel 後Jim Keller 加入前輩的MIPS 處理器公司SiByte。 SiByte 的創辦人兼首席執行官 Daniel W. Dobberpuhl 曾是迪吉多資深工程師,領導前三代 Alpha 處理器團隊,更在 1998 年被雜誌封為“塑造半導體業未來的 40 人”之一。 Jim Keller 轉戰 SiByte 不久後,半導體大廠博通(Broadcom)就在 2000 年收購 SiByte,他也成為博通的首席處理器架構師。

大前輩 Dobberpuhl 在 2003 年以設計高速低功耗微處理器獲得固態電路獎,這個獎項被視為業界最高榮譽,也象徵他大師級的地位。當時近 60 歲的他衝勁不減,得獎同年就離開博通創辦半導體公司 PA Semi,隔年 Jim Keller 也從博通跳槽 PA Semi。他在 PA Semi 累積研發 Power 架構處理器的經驗,直到公司再度被收購。買下 PA Semi 和整個研發團隊的不是別人,正是準備稱霸科技業的蘋果。

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Dobberpuhl(右)在處理器業界地位崇高。 (Source:Illinois)武林第一門派──蘋果君臨天下

或許是想挑戰不同領域,也可能只是浪子情懷作祟,Jim Keller 離開迪吉多後再也不曾在同家公司待滿5 年。漂盪於電子業江湖的他,總在成功後轉身尋找下個戰場。 2008 年在 PA Semi 工作 4 年後,隨著收購案改為新東家蘋果效力。

PA Semi 收購案一傳出,媒體不約而同的猜測蘋果試圖擺脫對三星(Samsung)的依賴,想自行設計處理器。收購案前一年蘋果推出首款 iPhone,揭開智能手機時代的序幕。當時蘋果根本沒有設計芯片的人,更談不上在產品上搭載自家芯片,只能使用三星的芯片。 iPhone 一炮而紅後,為了讓 iPhone 有更強的心臟並組建自己的團隊,蘋果看上研發陣容堅強的 PA Semi,該勁旅也成為未來蘋果芯片設計團隊的核心。

蘋果的成功自然憑藉劃時代的設計和軟件,但強大的芯片也功不可沒。 Jim Keller 和 PA Semi 的人馬加入後,蘋果端出了系統單芯片(SoC)處女作 A4。 A4 最初應用於新產品 iPad,後來用到 iPhone 4 身上。 Jim Keller 和團隊在 A4 後設計出蘋果第一個雙核心處理器芯片 A5,A5 同樣先用於 iPad 2,後來應用到 iPhone 4X 和 iPad mini 等其他產品。 A5 採用 ARM Cortex A9 架構,傲人的雙核心和大幅升級的繪圖芯片(GPU)讓 A5 擁有剽悍的性能。換上 A5 心臟的 iPad 2 性能號稱是初代 iPad 的兩倍,更狠狠打趴所有當時的 Android 平板。

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從iPad 的A4 以來,蘋果的芯片已經卓然成家。 (Source:Flickr/Mike Lee CC BY 2.0)

正當蘋果準備從ARM 公版架構的Cortex A 轉移到自主架構的Swift,進入新一代A6 處理器時,Jim Keller 跳下蘋果這艘升空的火箭再度展開冒險,等待他的是熟悉不過的戰場。

單騎救主──強勢迴歸AMD

2012 年8 月1 日,AMD 任命Jim Keller 擔任執行副總裁暨處理器首席架構師,正式聲明處理器遊俠的鳳還巢。回到闊別十多年的老東家,昔日帶隊設計 K7 的 Dirk Meyer 已經遠去,AMD 更被宿敵 Intel 踩在腳底。當年 AMD 絕地逆襲後叱吒一時,甚至有徹底翻盤的態勢,不過 2006 年局勢起了變化。 Intel 打開鐘擺戰略大步追趕,讓 AMD 短暫的優勢灰飛煙滅,打得 AMD 賣掉芯片廠才能苟延殘喘。 AMD 後續主打的推土機(Bulldozer)系列架構又被 Intel 全面擊潰,淪為市場和用戶的笑柄。

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Jim Keller 重回AMD 打開史詩級的反攻。 (Source:AMD)

窮途末路的AMD 一般人大概避之唯恐不及,Jim Keller卻選擇在最慘烈的時刻迴歸,帶領AMD 背水一戰。重返 AMD 的 Jim Keller 已非壯年,而是步向衰老的 53 歲中年,但他還是救世主般一肩扛起全新微架構處理器 ZEN 的開發,並主導 ARM64 架構 K12 的研究。他將從推土機開始引入的 CMT 技術砍掉重練,改用死對頭 Intel 的 SMT(同時多線程)技術。 ZEN 核心處理器比前一代的挖掘機(Excavator)架構性能提升 40%,並設計全新暫存系統,功耗和散熱也表現優異。

2017 年 ZEN 處理器架構的產品銳龍(RYZEN)上市,不只聲明 AMD 的復活,更終結 Intel 宰制處理器市場的時代。 RYZEN 的橫空出世強勢衝擊 Intel 的霸業,強大性價比海放 Intel 產品並席捲處理器市場。過去 AMD 的崩盤讓 Intel 在市場姿態甚高,新產品升級的幅度像擠牙膏而被用戶戲稱為“牙膏廠”。來勢洶洶的 RYZEN 讓 Intel 收起難看的嘴臉大力促銷,Core i7-6950X 甚至一口氣調降 300 美元,可見 RYZEN 帶給 Intel 壓力之大。此後 AMD 高歌猛進,剩下的就是進行式了。

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RYZEN 讓瀕死的AMD 再度逆襲Intel。 (Source:AMD)

讓AMD 浴火重生的Jim Keller 呢?他又走了。如同當​​年沒看到 K8 完成就離開,他在 ZEN 架構基本完成的 2015 年 9 月再次引退。原本傳聞 Jim Keller 將加入三星,最終他在 2016 年投入 Elon Musk 麾下,出任特斯拉(Tesla)的自動駕駛硬件工程副總裁。不過 Jim Keller 沒在特斯拉待太久,任職一年多又重返處理器戰場,只是這次轉向另一邊。

Intel 在 2018 年 4 月宣佈 Jim Keller 將加入並擔任資深副總裁,負責所有硅產品的開發。 “Jim 是業界最受尊敬且富有遠見的微處理器架構師,也是最近加入 Intel 的頂尖科技人才。”Intel 用戶端與物聯網及系統業務群總裁 Murthy Renduchintala 這麼說。遊歷各處的他已成為一代宗師,並兩度於危難中救主,隻手改寫處理器產業的歷史。雖然已經高齡 60 歲,加入 Intel 的 Jim Keller 繼續迎向下一個挑戰。遊俠的江湖,未完待續。


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